近年来伴随着城市化进程的快速发展，我国北方小城镇的冬季采暖热负荷增长迅速，供热系统作为小城镇最为重要的基础设施建设之一，与小城镇居民的生活质量息息相关。但是随着集中供热系统在北方小城镇的推广，我国对于小城镇小型集中供热系统的技术研究还存在一定的滞后，在系统的设计和运行方面仍然存在大量问题，造成大量的能源浪费，因此对北方小城镇供热输配管网的节能改造势在必行。本文首先对北方小城镇的供热现状进行了调查研究，调研结果表明目前集中供热的采暖方式在小城镇迅猛发展，但是其运行时存在诸多问题，主要表现为系统中各用户存在严重的冷热不均现象，管网运行时普遍采用“大流量、小温差”的运行方式，整个供热管网缺乏科学有效的调节手段等，这些问题不但影响了小城镇供热系统的供热质量，同时造成了严重的能源浪费。本文针对以上问题，研究小城镇供热输配管网的节能改造方案。本文结合小城镇供热管网的特点，建立了小城镇枝状连接供热管网的水力工况数学模型，采用Hardy Cross平差法对简化后的数学模型进行了求解，为小城镇供热管网的水力计算和改造方案的研究奠定了基础。其次，针对小城镇供热输配管网能耗过高的问题，提出了分布泵方案、旁通混水方案两种改造方案，通过建立小城镇供热管网的计算模型，计算了不同方案的能耗情况，并进行了比较，得出采用本文所提出的改造方案之后，供热管网的输送能耗都有所降低，其中旁通混水方案的节能效果最为显著，与改造前相比，系统的能耗减少了71.66%。再次，针对小城镇供热输配管网调节方式落后的问题，研究了小城镇采用混水方案时的运行调节问题，得到了不同调节方式下的调节公式和调节曲线，并分析了不同调节方式下的水泵能耗，针对北方小城镇供热输配管网的特点，提出了小城镇采用旁通混水系统的控制方案。最后，本文运用所研究的内容，对黑龙江省某小城镇集中供热管网进行节能改造，通过对改造前后供热管网的输送能耗进行对比分析，对本文的理论研究成果进行了验证，证实了本文所提改造方案确实可行，方法确实有效，对北方小城镇供热系统的节能改造方法积累了经验。